JPH0330214B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学装置に係り、更に具体的には本発
明は光学的データ記録に用いられる光学装置に係
る。

〔従来技術〕

回転光学記録デイスクにデータを記録し、上記
デイスクから記録したデータを読取るために用い
るコリメーテ光ビームを供給するレーザ装置を用
いる光学デイスク・データ記録装置（データ・レ
コーダ）に於いて高価につく部分は光学くさび、
光ビーム分割器、焦点検出器並びにデータ変調―
検出器を含む光学的径路に在る。従つてその様な
光学くさび及び光ビーム分割器を光学装置に組込
むための簡略化した、容易な製造方法を用いる事
が有利である。特に、出来るだけ多数の調整を生
産時もしくはメインテナンス時に於ける他の調整
から独立させる事が望ましい。

光学的データ記録装置に関する他の局面は記録
及び読出しの光ビームの形に関する。概して、半
導体レーザ即ちダイオード・レーザからのコリメ
ート・レーザ・ビームは楕円状の形をしている。
この様な形状は光学デイスク上のデータ記憶密度
を最大にするためには好ましくない。円状のビー
ムが好ましい。従つて本発明の目的の１つは上記
問題に関連して備えられる簡略化されたビーム形
状変換器を提供する事である。

従来より種々の光学装置に光学くさびが用いら
れている。例えば、米国特許第3884548号明細書
には、鏡体へ光を指向させる光学くさびが開示さ
れている。その鏡体は光学装置を安定化するため
に所定の角度でその指向された光を反射する。そ
の光学くさびは、光学くさびの表面の角度を変更
するために２個の部品が調整できる様、凹所内に
可動状態に配置した凸レンズから成り立つてい
る。光はまず凹所を有する部材を通り、次に凸レ
ンズを通つて鏡体に達する。この光学くさびはビ
ーム整形の機能を持たず、その様な光学くさびの
製造を促進させるための教示も見出せない。

米国特許第3253525号明細書に於いては、光ビ
ームの形を変えない他の光学くさびが開示されて
いる。その光学くさび自体は上記米国特許第
884548号明細書のものと同様な構造であるが、像
源（image source）と凸レンズ間の相対的移動
が、凹所を有する部材及び像源間の空間的位置関
係が維持された状態で行なわれる。凹所を有する
部材の移動があると、平凸レンズの焦点に於いて
見た像の連続的な補正が行なわれる様に、凹所を
有する部材が固定された平凸レンズに関して移動
される、即ち換言するならば、平凸レンズの平坦
面が常に所定の面に平行に維持される。この従来
技術に於いては観察されつつあるものの形状が維
持される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の光学的データ記録装置に於いては、光学
系の構造が複雑で、光学的な調整に手間が掛り、
製造コストが嵩んだ。従つて本発明は光学的調整
の為の構造が単純であり、製造コストの安い光学
系を提供する事を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に従い、調整の可能な即ち可変型の光学
プリズムないし光学くさびは半円形の光学入力部
材を有する。その半円形の部材は半円筒のものも
しくは半球体状のものでもよい。入力部材は所定
の光学的特性を呈する所定の屈折率を有する高品
質の光学ガラス等の透明材である。入力部材の半
円凸状出力面は所定の点を中心とする所定の半径
を有している。その所定点は入力表面上にあり、
入射光ビームが所定の点に中心合わせされ、入力
部材がその所定点まわりに回転しうる様に配置さ
れる。

凸状出力表面を滑動的に受容されるための凹状
の半円形空洞部を有する光学透過材が入力部材と
可動的に接触している。空洞部の表面は上記入力
部材の所定点まわりの円形領域に外接する同じ半
径を有する面である。透過部材は、入力部材によ
つて受取られた光及び光学透過部材を透過した光
の透過を行なわせると共に、出力表面を有し、こ
の表面上には偏光感知被膜が設けられて、該被膜
に入射される光を反射もしくは偏向させる。

三角形状の光学くさびを偏光コーテイングに固
定しうる。三角形状の光学くさびは変更可能な光
学くさびに於ける他の部材と同じ光学特性を有す
事が好ましい。可変光学くさび装置は光学デイス
クデータ記録装置に用いる事ができる。該装置は
レーザ光源を設けた可変光学くさび装置を備えて
いる。まず、透過光の出力形状が楕円でなく円形
になる様にレーザ光源に関して半円形の空洞部内
の入力部材を調整する。次に、可変光学くさびか
らの透過光及び偏光被膜上に入射した反射光波が
記録部材及び光学検出器に対して所定の関係を呈
する様に三角形のプリズム及び透過部材を調整す
る。

〔実施例〕

第１図に示す本発明を用いる光学デイスク・デ
ータ記録装置（データ・レコーダ）はモータ１１
によつて回転する様に設けた以下に於いてデイス
ク１０と称する光学記録部材を備えている。モー
タ１１は周辺データ記録装置のフレーム１９に固
定されている。デイスク１０は回転軸１３まわり
に矢印１２の方向に回転する。デイスク１０はデ
ータ信号を受信し記録する単一のら旋状のトラツ
クを用いるものでもよいし、一連の同心状トラツ
クを用いるものでもよい。２方向の矢印１５はデ
イスク１０のデータ記録領域を示している。

フレーム１９は接続ロツド（棒状体）２２によ
つてヘツド・アーム２１へ結合されたアクチユエ
ータ２０を支持している。ヘツド・アーム２１は
通常の様にデイスク１０に関して放射方向に往復
運動する。ヘツド・アーム２１は光学系の殆どの
部分と光学デイスク・データ記録装置に関連する
電子回路の部分を備えていてもよい。説明の都合
上、第１図に於けるヘツド・アーム２１の寸法は
光学デイスク・データ記録装置の他の要素に対し
て相当拡大して示してある。コリメートされたレ
ーザ光源２３（別個のコリメータ及びレーザを含
んでいる）は第１図に図式的に示してある様にヘ
ツド・アーム２１の中に設けられている。入力コ
リメータ・ビーム３０は可変光学くさび部／光分
割器２４（以下に於いて詳細に示す）に入射光さ
れ、１／４波長板３７（第２図）を通過し、光路
３３に沿つて焦点合せ装置２５を通つて光学デイ
スク１０に達する。第２図に示す様に、光源２
３、光学くさび部／光分割器２４並びに検出器３
６は、ねじ３８によつてアーム２１に調整しうる
様に支持した中間フレーム２４Ａの上に設けられ
るのが好ましい。

光学デイスク１０にデータを記録するために、
レーザ・ビームは光学デイスク記録の技術分野に
於いて公知の所定の高いエネルギーを呈する。光
学デイスク１０に記録したデータを検出する場合
には、レーザ・ビームはより低いエネルギー・レ
ベルを呈する。どちらの例に於いても、デイスク
１０上に照射されるレーザ・ビームに於けるエネ
ルギーがビームの波長の変化が伴つた状態で焦点
合せ装置２５へ反射さ、次いで光路３４に沿つて
１／４波長板３７を通つて光学くさび部２４へ戻
る。くさび部２４は反射ビームを検出器３６へ偏
向させる。検出器３６は焦結制御、トラツク追従
並びに書込同時読出もしくは読出専用動作のデー
タ検出のために用いる事ができる。検出器３６の
構造は通常のものでよいので、ここでは詳細には
説明しない。

光学デイスク・データ記録装置１０は電気回路
２６を備えており、この回路によつて、線２６Ａ
で示す様に、アクチユエータ２を制御すると共
に、線２６Ｌで示す様に光源２３に於けるレーザ
を制御し、線２６Ｄで示す様に検出器３６からの
信号を受取り、線２６Ｍで示す様にモータ１１を
制御する。電気回路２６は図示してない例えばホ
スト・プロセサの様な外部装置へ接続される。こ
れらの回路はデイスク１０に記録すべきデータ信
号を処理し、あるいはデイスク１０からの読出し
を行なう。

第２図は光学くさび部―検出器系２４の拡大図
である。系２４に於いて、可変光学くさび部３２
はヘツド・アーム組立体２１に於ける基準線に関
して角度αでコリメートされた楕円（例えば２：
１の比の楕円）ビーム３０を受取、り、そのビー
ムを光路３３を介して実質的に円形のビーム（約
1.1ないし1.0の円形偏差比（out―of―round
ratio）のビームが期待される）として伝播させ
る。デイスク１０から反射された光ビームは光路
３４を介してくさび部３２によつて受光され、光
路３５を介して検出器３６へ偏向される。

くさび部３２は半円レーザ・ビーム受光部材４
０を有しており、旋回点３９に中心位置付けられ
た楕円ビームが入射光される。ビーム３０は楕円
形３１をしており、その短軸３１Ｂ及び長軸３１
Ａは図示される様に向いている。即ち、短軸３１
Ｂは受光部材４０の受光表面４０Ｒに対する入射
光及び法線を含む面に平行である。受光部材４０
は光透過部材４１における外方に開いた半円形の
凹所内に可動状態に支持されており、旋回点３９
まわりに回転する事ができる。この回転によつ
て、受光部材４０の入力表面に対するビーム３０
の入射角Ｉが変わる。入射角が増えると、受光部
材の表面に対する短軸３１Ｂの投影像が長くな
る。長軸３１Ａは受光部材４０の旋回点３９を通
る回転軸に平行であるので、受光部材の表面上の
投影像の長さは一定である。受光部材４０は、透
過部材４１、偏光反射被膜４３及び１／４波長板
３７を通つて光路３３上を伝播する様に入力ビー
ムを偏向させる。被膜４３は、入力ビームの偏光
要素を実質的に反射される事なく透過させ、光路
３４上の反射光に対して被膜４３がミラーとして
働らいて光路３４上の光が光路３５に沿つて検出
器３６へ偏向される様に構成される。

可変光学くさび部３２、検出器３６及びレーザ
光源２３は調整可能なプレート２４Ａ上に取付け
られている。プレート２４Ａは２個以上のねじ３
８によつてヘツド・アーム２１に調整しうる様に
支持される。受光部材４０の入力表面に対するコ
リメート光源２３からの光ビームの入射角は、光
路３３へ透過させる円形ビームができる様に、部
材４１の凹所内で旋回点３９まわりに受光部材４
０を回転させる事によつて調整される。上記の調
整を行つたのち、受光部材の表面は基準線に対し
て一定の角度をなす。この角度βは、角αによつ
て入力ビーム３０が受光部材の表面４０Ｒ上に円
形像を投影する様に選択される。この調整を行な
つたのち、受光部材４０は凹所内において透過部
材４１に対して接着剤等で固定される。接着剤は
４２で示す個所に付ける事ができる。調整を行つ
たのち接着剤を硬化させてもよい。例えば
Morland Products社（米国）のNorland 61（商
品名）の様な接着剤を用いる事によつて、接着剤
を初期の段階において回転調整促進のための潤滑
剤として用いる事が可能である。次に接着剤に紫
外線を当てる事によつて硬化させ、よつて受光部
材４０及び透過部材４１を相互に固定しうる。
Norland 61接着剤の利点は、部材４０及び４１
に用いる透明材と光学的に適合している点にあ
る。

プレート２４Ａに於いてレーザ光源２３及び受
光部材４０が調整されたのち、第２図に於いて図
式的に示す様に、プレート２４Ａがアーム２１に
取付けられる。次にプレート２４Ａは、光路３５
がプレート２４Ａ上の検出器３６に到達する様に
光路３３，３４を適切に整列させるべく調整され
る。２つの独立した調整によつて組立を完成させ
たのちねじで固定する。

以上に於いて、可変光学くさび部を光学デイス
ク・データ記録装置に組込み、製造工程に於いて
２つの独立した調整を行なう単純な構成上の態様
を説明した。その第１はビーム３０の中心と受光
部材４０の入力表面との間の入射角の調整であ
り、第２はビーム３４と検出器３６との間の関係
を調整する事である。

第３図及び第４図は第１図及び第２図に示した
調整可能な光学くさび部３２の２つの実施例を示
す。第３図は受光表面４０Ｒに於いて楕円状入力
ビーム３０を受光する半円筒体４０Ｃを示してい
る。長軸３１Ａは半円筒体の軸４０Ａに平行であ
る。旋回点３９（軸４０Ａ上の任意点でよい）に
中心を置いた受光部材４０Ｃへの楕円状ビーム３
０の投影像は、ビーム３０と受光部材４０の平坦
な入力表面との間の入射角αの故に円形である。

同様にして、第４図に於いては受光部材は半球
体４０Ｓが用いられる。旋回点３９は半球体４０
Ｓの中心である。まず、半球体４０Ｓは旋回点３
９まわりに可動な状態で部材４１Ａ内の凹所に取
付けられる。前記の様な調整を行なつたのち、第
２図に於いて説明した様に半球体４０Ｓを部材４
１Ａに固定する。半円筒体４０Ｃの代りに半球体
４０Ｓを用いる事によつて調整の自由度が付加さ
れる。

〔発明の効果〕

本発明に於いては、入射光ビームの断面形状を
調整するための構造が単純であり、従つて光学系
の調整が簡略化され、よつて製造コストの安い光
学装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用いた光学的データ記録装置
を示す図、第２図は第１図の装置のためのレーザ
ー検出器系を調整可能な状態で取付ける構成を示
す図、第３図及び第４図は光学くさび部の２つの
変形例を示す図である。 １０…デイスク、１１…モータ、１９…フレー
ム、２０…アクチユエータ、２１…ヘツド・アー
ム、２３…レーザ光源、２４…光分割器、２５…
焦結装置、２６…電気回路、３６…検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入射光３０を受けるため、所定点３９を中心
   とする所定半径の凸状出力表面並びに上記所定点
   を含む平坦な入力表面４０Ｒを有し、且つ所定の
   屈折率の光透過材料からなる受光部材４０と、 上記受光部材の上記凸状出力表面を収容して上
   記受光部材が上記所定点まわりに回転しうるよう
   に上記受光部材を支持するための凹所を設けた表
   面並びに該表面に対向する光出力表面を有し、且
   つ上記所定の屈折率を有する光透過部材４１と、 上記受光部材を介して入射された光を上記光出
   力表面から外部へ向かう光路に沿つて透過させ、
   且つ上記光路から上記光出力表面へ向つて入射さ
   れた光を反射させるため、所定の偏光状態の光を
   透過させ且つ上記所定の偏光状態以外の光を反射
   するよう上記光出力表面上に配設された偏光感知
   手段４３と、 上記受光部材及び上記光透過部材を透過した光
   の偏光状態を変化させて上記偏光感知手段へ入射
   する、上記所定の偏光状態以外の光を生じるため
   の、上記光路に設けた偏光変化部材３７とを有
   し、 上記光透過部材中で上記受光部材が回転され、
   上記受光部材の入力表面の、入射光３０に対する
   角度が調整されることによつて、該入射光の断面
   形状が調整できる事を特徴とする。偏光ビーム・
   スプリツタ付きの光学プリズム。